Nueva aplicación de un chorro de Plasma de la presión atmosférica como agente Neuro-protector contra la lesión inducida por la deprivación de glucosa de células SH-SY5Y
Summary
Un protocolo para el uso de neuroprotectores de la presión atmosférica baja dosis tratamiento del plasma sobre las lesiones de SH-SY5Y inducida por la deprivación de glucosa.
Abstract
El chorro de plasma de la presión atmosférica (APPJ) ha atraído la atención de muchos investigadores de múltiples disciplinas en los últimos años debido a sus emisiones incluyen varios tipos de especies reactivas del nitrógeno (RNS) y especies reactivas del oxígeno (ROS). Nuestro estudio anterior ha demostrado el efecto citoprotector de la APPJ contra las lesiones inducidas por el estrés oxidativos. El objetivo del presente estudio es proporcionar un protocolo de tratamiento detallado en vitro con respecto a las aplicaciones de neuroprotective del helio APPJs en lesión inducida por la deprivación de glucosa en células SH-SY5Y. La línea de células neuroblastoma humano SH-SY5Y fue mantenida en Medio RPMI 1640 suplementado con suero fetal 15%. El medio de cultivo luego fue cambiado a 1640 RPMI sin glucosa antes del tratamiento APPJ. Después de una incubación de 1 h en un incubador celular, viabilidad celular se determinó utilizando la célula contando Kit 8. Los resultados mostraron que, comparado con el grupo de la privación de glucosa, las células tratadas con APPJ exhibieron viabilidad celular aumentó significativamente de forma dosis-dependiente, con 8 s/bien observada como una dosis óptima. Mientras tanto, flujo de helio no tuvo efecto sobre el deterioro de la célula inducida por la deprivación de glucosa. Nuestros resultados indican que APPJ podría ser utilizado potencialmente como un método de tratamiento para las enfermedades en el sistema nervioso central relacionados con la privación de glucosa. Este protocolo podría también usarse como una aplicación de citoprotector para otras células con problemas diferentes, pero las condiciones de tratamiento APPJ y cultivo celular deben reajustarse y la dosis de tratamiento debe ser relativamente baja.
Introduction
El cerebro adulto utiliza casi exclusivamente glucosa como sustrato para el metabolismo de energía bajo condiciones fisiológicas normales. El cerebro humano constituye sólo el 2% del peso corporal, pero consume aproximadamente el 25% de la glucosa total de cuerpo1. Está bien documentado que disfunción del metabolismo de la glucosa es uno de los principales cambios patológicos durante el accidente cerebrovascular isquémico y varias enfermedades de neurodegenerative, incluyendo enfermedad de Alzheimer (EA), enfermedad de Huntington (EH) y enfermedad de Parkinson (EP) 2,3. La falta de glucosa y la absorción de glucosa o fosforilación oxidativa puede afectar directamente la producción de ATP y además inducir la muerte celular neuronal, que puede aumentar el riesgo de disfunción neuronal, lo que sugiere que mantener viabilidad celular o retrasar la lesión de la célula después de la privación de glucosa podría ser un enfoque razonable para el tratamiento de estas enfermedades. La investigación de efectos neuroprotectores vía modulación de la glucosa, centrándose en moduladores de canal del ion, depuradores de radicales libres, agentes antiinflamatorios, factores neurotróficos, etc. ha sido de interés. Sin embargo, la traducción de estos enfoques neuroprotectores de banco a la práctica clínica no ha sido exitosa4.
Chorros de plasma de la presión atmosférica (APPJs) son un nuevo tipo de tecnología de descarga de gas de baja temperatura atmosférica que ha atraído la atención de muchos investigadores de múltiples disciplinas en los últimos años. APPJs se han utilizado por décadas en diversas aplicaciones biomédicas tales como tratamiento del cáncer de la célula, inactivación bacteriana, coagulación de la sangre, la cicatrización de heridas, medicina oral, etc.5,6, debido a sus emisiones de varios tipos de de especies reactivas del nitrógeno (RNS) y especies reactivas del oxígeno (ROS) (figura 1)7. Anteriores aplicaciones de bio-medicina de plasma se centraron principalmente en el estrés oxidativo o nitrative en las bacterias, las células y los tejidos8. Sin embargo, la APPJ también podría ser una “espada de doble filo” ya que RNS y ROS son importantes moléculas de señalización intracelulares relacionadas con numerosos procesos fisiológicos y patofisiológicos9. El óxido nitroso (NO) controla una amplia gama de procesos biológicos y desempeña un papel dual en el cuerpo humano, especialmente en sistema nervioso central (SNC). Niveles bajos no han demostrado su actividad neuroprotectora ambos en vitro y en vivo a través de múltiples vías de señal10. Nuestro estudio previo informó primero que helio NO producción estuvo implicada en el efecto neuroprotector de APPJ contra lesiones inducidas por el estrés oxidativo11inducida por la APPJ. Sin embargo, no se han divulgado los efectos de APPJs en otras lesiones. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio es proporcionar un protocolo de tratamiento en vitro con respecto a las aplicaciones de neuroprotectores de helio APPJ en lesión inducida por la deprivación de glucosa en células SH-SY5Y. A diferencia de estudios anteriores, nuestro protocolo utiliza tratamiento plasma de dosis bajas para aplicaciones de neuroprotectores sin las consecuencias de lesiones excesiva inducida por plasma, indicando que el tratamiento de APPJ podría ser utilizado potencialmente como una novela “ningún donante fármaco “para la investigación futura y aún para la traducción clínica. Este protocolo también fue sugerido para ser utilizado como una aplicación de citoprotector para otros tipos de células con diferentes discapacidades, pero deben volver a ajustadas las condiciones de tratamiento APPJ y la dosis de tratamiento debe ser relativamente baja.
Protocol
Representative Results
Discussion
Las células SH-SY5Y son una línea de células neuroblastoma humano y son ampliamente utilizadas como un modelo adecuado de la célula en vitro estudios de neurotoxicidad o neuroprotección12. La línea de células SH-SY5Y era sensible a las condiciones de privación de glucosa. Viabilidad celular disminuyó a casi el 50% después de la deprivación de glucosa 1 h, que es la condición de viabilidad celular óptimo para estudios de farmacodinamia. Además, CCK-8 reactivo no tiene ninguna…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por el fondo de innovación del Instituto neuroquirúrgico Beijing (2014-11), Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (núms. 11475019 y 81271286) y la Fundación de Ciencias naturales de Beijing (núm. 7152027).
Materials
| SH-SY5Y cell line | China Center for Type Culture Collection | 3111C0001CCC000026 | |
| RPMI 1640 medium | Thermo Scientific | 21875091 | stored at 4 °C |
| RPMI 1640 medium no glucose | Thermo Scientific | 11879020 | stored at 4 °C |
| fetal calf serum | Thermo Scientific | 16000044 | stored at -20 °C |
| tripsin-EDTA solution | Solarbio | T1300 | stored at 4 °C |
| 96 wells plate | corning | 3599 | |
| Cell Counting Kit-8 (CCK-8) | Dojindo Laboratories | CK04 | stored at 4 °C |
| microplate reader | Tecan | M200 Pro | for measuring the absorbance at 450 nm |
| High – voltage Power Amplifier | Trek | PD06087 | for amplifing the power |
| Function Signal Generator | MaZe Electronics Science&Technology | AT30120 | for providing the specific signal |
| High – Voltage Probe | Tektronix | P6015A | for detecting high voltage |
| Digital Oscilloscope | Tektronix | DPO4104B | for displaying the signal |
References
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